南泥灣濕地觀賞植物調(diào)查研究

劉蒲東，呂坤，王敏，王倩，劉沖

（延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西延安716000）

濕地被譽為“自然之腎”，與海洋系統(tǒng)和森林系統(tǒng)并列為全球三大生態(tài)系統(tǒng)，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[1]。濕地系介于陸生和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的具有獨特結(jié)構(gòu)和功能的生態(tài)系統(tǒng)，是水陸生態(tài)系統(tǒng)界面相互聯(lián)系融合的重疊空間區(qū)域，與生物的存活和發(fā)展息息相關(guān)，是自然界最富有生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一[2]。

濕地觀賞植物不僅具有花色艷麗、香味怡人、姿態(tài)優(yōu)美等特點，滿足觀花、觀葉、觀形等需求，許多頗具特色的濕地觀賞植物，具有極高的景觀美化效果，可進一步推廣為景觀美化植物。一定規(guī)模的濕地植物及濕地植物群落可促進當(dāng)?shù)厣锒鄻有裕瑢μ峁┢渖鷳B(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能具有重要作用。另外，濕地植物的根系有加強土壤中水分傳導(dǎo)和氧氣傳輸?shù)淖饔茫瑢U污水中的有害物質(zhì)有明顯凈化作用，具有良好的景觀效應(yīng)和經(jīng)濟價值[3]。目前，關(guān)于濕地觀賞植物的研究主要有陳子牛等人對滇池濕地的觀賞植物種類與應(yīng)用研究[4]、黃梅等人對東洞庭湖濕地的野生觀賞植物資源開發(fā)利用[5]、孫華等人對重慶的濕地觀賞植物資源的研究[6]。

南泥灣被譽為“陜北的好江南”，曾為中國革命提供了重要的物質(zhì)保障，20世紀40年代之前，南泥灣小氣候溫潤潮濕，平川稻谷香，肥鴨滿池塘，一派江南魚米鄉(xiāng)的景象。然而，由于濕地的不合理開發(fā)與應(yīng)用，植被遭到破壞，使得南泥灣濕地面積減少，濕地生物多樣性逐漸喪失，濕地資源嚴重破壞，其生態(tài)功能也逐漸受損[7]。有關(guān)陜北黃土高原的南泥灣濕地觀賞植物調(diào)查研究，至今尚未見報道。本文對南泥灣濕地觀賞植物進行研究，調(diào)查了南泥灣濕地觀賞植物的種類、觀賞特性、生活型和多樣性，掌握了現(xiàn)存觀賞植物資源與植物形成的不同景觀效果，在保護與利用濕地觀賞植物，恢復(fù)和保護黃土高原特有的濕地景觀方面具有一定的意義。

1 自然概況

南泥灣濕地位于延安市區(qū)東南45公里的汾川河上游，呈東西走向，西邊是南盤龍川，鄰近富縣；南邊是九龍泉川，接壤宜川；東邊是南陽府川，連接延長；北邊靠近柳林鎮(zhèn)。轄區(qū)總面積365平方公里，系丘陵溝壑區(qū),土壤多為黃綿土、水稻土，森林覆蓋率為83%。氣候?qū)侔霛駶檯^(qū)北沿，是由半濕潤氣候向干旱氣候過渡的交接區(qū)，年平均氣溫6℃~8℃，平均海拔1200米，全年無霜期130天左右，年平均降雨量530~600毫米。

2 研究方法

采取樣方法與線路法結(jié)合文獻資料查閱的方法[8]。在南泥灣濕地區(qū)域選取6個具有代表性的采集樣地，每個樣地內(nèi)隨機設(shè)置3個1米×1米的樣方，調(diào)查樣方內(nèi)的植物種名及數(shù)量。詳細記載觀賞植物的種類、長勢、密度、觀賞部位、觀賞特性、樣點周圍環(huán)境、土壤屬性，采集標(biāo)本，記錄所在位置的經(jīng)緯度、海拔、坡度和坡向等。采集的植物標(biāo)本，利用《黃土高原植物志》《中國植物志》等有關(guān)文獻資料進行鑒定。

植物多樣性指標(biāo)：

多樣性Shannon_Wiener指數(shù)（H）：

H=－∑Pi lnPi Pi=Ni/N

Pielou均勻度指數(shù)（J）：J=H/Hmax

式中H為實際觀察的物種多樣性指數(shù)，Hmax為最大的物種多樣性指數(shù)，Hmax=LnS（S為群落中的總物種數(shù)）Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)（D）：D=Nmax/NtMargalef物種豐富度（R）：R=(S－1)/lnN

式中，Pi是第 i種的個體比例，Ni為第 i種的個體數(shù)，N為全部物種的個體總數(shù)，S為物種數(shù)。Nmax為優(yōu)勢種的種群數(shù)量，Nt為全部物種的種群數(shù)量[9]。

3 結(jié)果分析

3.1 物種組成及分類統(tǒng)計

調(diào)查到的南泥灣濕地觀賞植物有48種，隸屬于 20科 40屬。含種最多的科為菊科共14種，占總種數(shù)的29.17%，其次為禾本科共6種，占 12.5%。南泥灣濕地植物中絕對優(yōu)勢類和單科多種類雖然只有3科，但達到17屬，占比42.5%，種數(shù)有24種，占比50.0%，表明南泥灣濕地植物中的絕對優(yōu)勢類和單科多種類在該區(qū)域的植物構(gòu)成中占重要的地位，并且豐富了植物區(qū)域體系的組成。單科單種類較多，有13科，占60.0%，有12屬，達到總屬數(shù)的30.0%，有12種，占總種數(shù)的25.0%，體現(xiàn)出該類植物是南泥灣濕地觀賞植物的重要組成部分。單科少種類植物共4科，占總科數(shù)25.0%，有11屬，占總屬數(shù)27.5%，有12種，占總種數(shù)25.0%，表現(xiàn)出南泥灣濕地植物中的單科少種類植物扮演著不可替代的角色。在南泥灣濕地觀賞植物中，既生長著高度進化的薔薇科、豆科等高等植物，也生長著較為原始的毛茛科等植物，充分體現(xiàn)了南泥灣濕地植物組成結(jié)構(gòu)與發(fā)展起源的復(fù)雜性和豐富多樣性，見表1。

表1 南泥灣濕地觀賞植物分類情況表

3.2 南泥灣濕地觀賞植物多樣性分析

對6個樣地進行生物多樣性分析，在科級，菊科在屬、種數(shù)量上均最多，禾本科個體數(shù)量最多，兩科均占有明顯的優(yōu)勢。其中按物種豐富度大小，各科的順序是菊科、禾本科、薔薇科、莎草科、豆科、楊柳科、旋花科和錦葵科。多樣性指數(shù)的順序為：菊科、禾本科、豆科 、薔薇科、錦葵科、莎草科、旋花科和楊柳科，以菊科最高，各科的優(yōu)勢度指數(shù)的大小分別為：禾本科、菊科、豆科、薔薇科、莎草科、錦葵科 、旋花科和楊柳科，可見楊柳科最低。從物種均勻度上分析，禾本科最高，從大到小的順序為：禾本科、豆科、菊科、薔薇科、錦葵科、旋花科、莎草科和楊柳科，見表2。

表2 南泥灣濕地主要觀賞植物群落的多樣性指數(shù)

表3 南泥灣濕地觀賞植物各花色系分類情況表

表4 南泥灣濕地主要觀賞植物群落生物多樣性比較

3.3 南泥灣濕地觀賞植物花色系分類統(tǒng)計

南泥灣濕地觀賞植物種類多，達48種，絕大部分是草本植物，少量木本植物包括喬木和灌木。在花色上大體包括黃色花系、紅色花系、白色花系、紫色花系、藍色花系5種色系，即南泥灣濕地實際上包含植物花色系全部色系，色系豐富完整。以上花色系涵蓋了南泥灣所有的濕地觀賞植物花色，見表3。

3.4 南泥灣濕地主要植物群落的物種多樣性對比分析

在南泥灣濕地區(qū)域內(nèi)，豐富的物種之間分布著廣泛的植物小群落，根據(jù)各群落的生活習(xí)性大致分為5種 ：MJW（馬唐+節(jié)節(jié)草+委陵草群落）：該群落主要集中在林中、灌叢中或溪邊、潮濕的曠野、路旁、田野、荒地處；LSY（蘆葦+水芹菜+野大豆）：該群落主要集中在潮濕的田邊、園邊、溝旁、河岸、湖邊、沼澤、草甸、以及向陽的矮灌木叢或蘆葦叢中；MHG（牡蒿+黃花蒿+狗尾草）：該群落主要集中在林緣、林中空地、疏林下、曠野、灌叢、丘陵、山坡、、荒野、道旁、路旁等地；KBL（苦菜+白酒草+老鸛草）：該群落主要集中在河灘、湖邊、草甸、田邊、固定沙丘或礫石地；JJB（錦葵+薊+冰草）：該群落主要集中在山坡草地、溝谷、林緣、灌叢或疏林、山坡林中、灌叢中、草地、荒地、田間、路旁或溪旁。

南泥灣濕地觀賞植物的小群落中，以MJW的物種豐富度最高，為 2.04，其他群落依次為 LSY、MHG、KBL、JJB；各群落的均勻度普遍不高，需要注重保護和提升均勻度，豐富植物景觀資源；從多樣性指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)方面分析，順序均依次為MJW、LSY、MHG、KBL、JJB 5個群落中，JJB 各項指標(biāo)均為最少，是南泥灣地區(qū)的稀有種群，同時也反映出該群落植物對南泥灣環(huán)境的適應(yīng)程度，見表4。

4 討論

植物多樣性與生活環(huán)境有密切聯(lián)系，結(jié)合南泥灣濕地觀賞植物調(diào)查結(jié)果，對比滇池、東洞庭湖、綿陽等濕地，南泥灣濕地觀賞植物種類少，多樣性偏低。滇池與綿陽地區(qū)植被資源保護較好，水系豐富，氣候適宜，環(huán)境體系完善，生境復(fù)雜重疊，有利于濕地觀賞植物的生長，其種類分別達到 235種與295種之多。南泥灣處于黃土高原水資源稀缺地區(qū)、氣候偏冷，再加上頻繁的旅游參觀和生產(chǎn)活動，加速濕地退化，導(dǎo)致濕地觀賞植物種類及數(shù)量偏少。南泥灣相比北固山濕地植物種類更豐富，主要因為北固山地區(qū)過量的污染排放和當(dāng)?shù)貪O民的圍網(wǎng)捕魚,使?jié)竦刂脖辉獾狡茐?物種多樣性降低，系統(tǒng)的脆弱性加劇。總體來說，以上比較可以表明不同濕地環(huán)境所受影響的嚴重程度，直接關(guān)聯(lián)到該地區(qū)的植物多樣性，但由于上述地區(qū)在生境、氣候帶、海拔等方面差異過多，所以不具備更詳細比較的意義。本研究發(fā)現(xiàn)，南泥灣濕地植物多樣性在黃土高原地區(qū)較為豐富，具有較復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境。

南泥灣濕地經(jīng)歷了復(fù)雜的演替和發(fā)展，其中20世紀40年代人類頻繁活動的影響對南泥灣地區(qū)的植被造成嚴重的損害，同時濕地植被等也有不同程度的破壞。所以，重點恢復(fù)濕地自然生態(tài)系統(tǒng)并促進濕地生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育，提高其生物多樣性水平，實現(xiàn)濕地景觀的自然化具有很大的必要性。

近年來，隨著國內(nèi)外對生態(tài)保護更加提倡和重視，目前包括南泥灣在內(nèi)的自然濕地群落已經(jīng)進入快速恢復(fù)期，陜北地區(qū)植被資源迅速發(fā)展，濕地環(huán)境中土壤與水體的質(zhì)量有所提高，水與植物的關(guān)系逐漸協(xié)調(diào)穩(wěn)定。在南泥灣濕地觀賞植物調(diào)查的基礎(chǔ)上，適度的開發(fā)不同類型的觀賞植物，結(jié)合陜北地區(qū)景觀和水質(zhì)凈化需要，篩選和建立濕地觀賞植物產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，使?jié)竦赜^賞植物應(yīng)用走可持續(xù)發(fā)展的道路。

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